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仮想通貨マイニングアルゴリズム[PoW]、[PoS]を解説! Part1

BTC君
最近こいつのおかげでマイニング方式が再度注目されるようになったよな。

MONA君
はじめまして、モナコインもなー。
5月15日にモナコインの取引記録に攻撃がされたんだ。

参考:モナコインへのselfish mining攻撃
はるちゃん
モナコイン君、はじめまして!
仮想通貨の根幹を揺るがす問題とも言われてるよね。

BTC君
今日はいくつか種類のあるマイニング方式を教えてやるぜ!
まずは各マイニング方式を説明する前に簡単にマイニングとは何なのかを説明してやるぜ!

仮想通貨におけるマイニングとは

マイニングとは誰かの仮想通貨の取引の記録を承認する行為である。
仮想通貨の取引の記録のデータは一定時間ごとにブロックとしてまとめられる。
このブロックを時系列順に繋いだものがブロックチェーンと呼ばれるものであり、このブロックチェーンを"世界中のみんな"で管理することで不正な取引ができないようになっている。
ここで、"世界中のみんな"と言われる人たちがマイナーであり、取引の記録を承認することで報酬がもらえられる。
仮想通貨によって取引の記録の承認の仕方は異なるが、基本的に世界中の誰もがマイニングに参加して報酬をもらうことができる。

BTC君
ブロックチェーンでは、お金のやり取りの記録をみんなで残してく必要があるんだ。
このやり取りの記録をする手伝いをして報酬をもらう行為のことをマイニングと言ってるんだぜ!

はるちゃん
その記録の仕方がコインによっていろんな種類があるってことだよね?

BTC君
珍しくよく理解できてるじゃねーか。
それじゃ今日は有名な4種類のマイニング方式をひとつずつ説明してくぜ!

マイニングアルゴリズム PoW(Proof of Work)

  • 採用通貨:BTC、ETH、LTC、MONAなど
  • 強み:既に多くの通貨で使用されており実績がある
  • 弱み:環境に良くない

PoWはサトシナカモトによって提唱されたブロックチェーンの最初のマイニング方式である。
PoWでは、取引の記録を残すためにマイナーは計算問題を解く必要がある。
世界中の誰よりも早くこの計算問題を解けたマイナーがマイニングの報酬を得られるという仕組みである。
しかし、この計算問題を解くためには莫大な計算マシンや電力が必要であり、環境に悪影響がある。
そのためイーサリアムなどではPoS(後述)という異なるマイニング方式への変更も検討されている。
また、世界中のマイニングマシンの51%以上の計算能力があれば不正にデータを記録することが可能となる。
モナコインではselfish miningという攻撃手法によって不正に取引の記録が書き換えられた。

はるちゃん
これってよく聞くパソコンを買ったり組み立てたりしてマイニングする方式のことだよね!
性能の良いパソコンが要るっていうのは計算問題を解く必要があるからだったんだね。

BTC君
コインによって取引の記録をまとめるブロックのサイズや計算問題の難易度は違うんだが、計算問題を解くというPoWの方式は最も多くのコインで採用されているマイニング方式だ。

MONA君
モナコインは送金の速度を早くできるようにブロックのサイズが比較的小さいから攻撃されやすかったんだモナ...。

マイニングアルゴリズム PoS(Proof of Stake)

  • 採用通貨:XP、NXT、ETH(将来的に)など
  • 強み:環境に良い、権利が分散化される
  • 弱み:通貨としての流通が少なくなる

PoSでは、マイナーは正しいと思う取引の記録に自身の所持しているコインを投票する。
コインの投票枚数が最も多かった取引の記録が承認され、それに投票したマイナーに報酬が与えられる。
PoSにおける懸念点としては、通貨としての流通が少なくなるが挙げられる。
マイナーは所持しているコインの枚数が多ければ多いほど多くの報酬が得られるからである。
通貨として価値が高まるためには流通することが必要であるが、マイナーが手放さずに所持し続けるという恐れがある。

はるちゃん
これってでもそのコインをたくさん持ってる人が不正な取引の記録に投票したら簡単に不正ができちゃうってことだよね?

BTC君
そう、その通りなんだがそのコインをたくさん持ってる人がそんなことをする意味があると思うか?
不正な記録があるということでそのコインの価値自体が下がってしまうわけだからそのコインをたくさん持ってる人が自ら不正を行うことなんて考えられないんだ。

はるちゃん
たしかに、たくさん持ってるものの価値が下がったら不正をする意味もないわね。

マイニングアルゴリズム DPoS(Delegated Proof of Stake)

  • 採用通貨:LISK、TRX、EOSなど
  • 強み:環境に良い、簡単な処理ですむ
  • 弱み:部分的に中央集権である

DPoSでは、PoSと同様に自身の所持するコインを投票するが、取引の記録自体に投票するのではなく、取引の記録を承認する人に投票を行う。
DPoSには承認者と呼ばれる人が用意されており、どの人が承認を行うかを投票によって決定する。
投票によって選出された承認者は自身が正しいと思う取引の記録を承認し、自身に投票してくれた人に対して報酬を分配する。
ただし、承認者が連続して不正な取引の記録を承認していた場合は投票によって承認者を交代させることもできる。

BTC君
PoWやPoSではマイナーはお互いに競うという感じだったが、DPoSではマイナー同士で協力するという感じになるんだぜ!

はるちゃん
競うんじゃなくて協力ができるから他の方式よりも簡単で早い処理ができるのね!

マイニングアルゴリズム PoI(Proof of Importance)

  • 採用通貨:XEM
  • 強み:環境に良い、流通を増やせる
  • 弱み:一定量の通貨の所持がないとマイニングに参加できない

PoIはXEMで採用されているマイニング方式である。
PoSと同様に投票によって取引の記録の承認を行うが、PoIでの投票権はコインの所持枚数だけで決まるわけではない。
PoIではコインの所持枚数とコインの利用度に応じて投票権が得られるので、そのコインを使用すれば使用するほど報酬を得やすいというわけである。
そのため、PoSとは異なりマイナーはコインを貯めこむのではなく利用する必要がある。
しかし、XEMのマイニングに参加するためには最低でも10000XEMを所持していることが条件である。

NEM君
PoIの方式はかなり良い方式だと言われていて今後この方式を採用した通貨も増えてくると思うねむぅ。

はるちゃん
わ!いきなり出てきたのね!笑

BTC君
こいつはネム君で今後登場回数が増えてくるから仲良くしてやってくれ!

まとめ

BTC君
今回はPoW、PoS、DPoS、PoIの4つの方式を紹介したがちゃんと理解できたか?

はるちゃん
各方式にそれぞれ良いとこも悪いとこもあるんだね!

BTC君
とりあえず代表的な4つの方式にしといたが次回はもっとマイナーなマイニング方式を紹介してやるぜ!
マイナーなマイニング方式だぞ!

はるちゃん
...。

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